淺談海外山區(qū)公路設(shè)計(jì)方法及思路

關(guān)海超 王立國(guó) 徐永

摘要：近年來(lái)，國(guó)家實(shí)施“一帶一路”政策，越來(lái)越多的中國(guó)企業(yè)，參與到海外項(xiàng)目的建設(shè)中，把成熟的項(xiàng)目建設(shè)經(jīng)驗(yàn)、中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)、中國(guó)制造帶出國(guó)門。海外山區(qū)公路項(xiàng)目建設(shè)，除利用中國(guó)成熟的山區(qū)公路勘察設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)應(yīng)注重把準(zhǔn)外方業(yè)主需求的脈搏，精準(zhǔn)設(shè)計(jì)。根據(jù)海外項(xiàng)目自然環(huán)境、經(jīng)濟(jì)因素、人文景觀、風(fēng)俗習(xí)慣等特點(diǎn)。合理選線，靈活設(shè)計(jì)外，還需因地制宜，工作方法開拓創(chuàng)新，進(jìn)行動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)，對(duì)設(shè)計(jì)方法及思路提出了更高的要求。

Abstract： In recent years， with the implementation of the "One Belt， One Road" policy， more and more Chinese companies have participated in the construction of overseas projects， taking mature project construction experience， Chinese standards， and Chinese manufacturing to other countries. In addition to utilizing China's mature mountain road survey and design experience， the construction of overseas mountain road projects should focus on accurately designing the pulse of the needs of prospective foreign owners， makes reasonable line selection and flexible design according to the natural environment， economic factors， human landscape， customs and habits of overseas projects. It is also necessary to adapt to local conditions， develop and innovate working methods， carry out dynamic design， and put forward higher requirements for design methods and ideas.

關(guān)鍵詞：海外項(xiàng)目;山區(qū)公路;工作方法;選線;動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)

Key words： overseas projects;mountain roads;working methods;line selection;dynamic design

中圖分類號(hào)：U412.36? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1006-4311（2019）17-0155-03

0? 引言

柬埔寨由于上世紀(jì)70年代戰(zhàn)爭(zhēng)期間，在這片土地上埋設(shè)了六百萬(wàn)顆種類繁多的地雷，形成了世界罕見的高密度、難辨認(rèn)的混合雷場(chǎng)。柬埔寨某山區(qū)公路地處豆蔻山脈原始森林山嶺區(qū)，設(shè)計(jì)時(shí)速30km/h，越嶺段高差266m，且靠近泰國(guó)邊境，是柬埔寨雷區(qū)密集度最高區(qū)域。在此背景下，項(xiàng)目的設(shè)計(jì)過(guò)程中，外業(yè)調(diào)查工作除采用傳統(tǒng)方法外，還應(yīng)運(yùn)用新技術(shù)、新方法作為輔助設(shè)計(jì)，減少、降低勘察設(shè)計(jì)人員野外踏勘工作量，保證人身安全。

1? 基礎(chǔ)資料收集與制作

基礎(chǔ)資料是項(xiàng)目研究的基礎(chǔ)，不同于國(guó)內(nèi)項(xiàng)目，由于柬埔寨區(qū)域基礎(chǔ)資料匱乏，當(dāng)?shù)卣块T，無(wú)地形圖、工程地質(zhì)圖、水系圖等資料。且NASA等免費(fèi)dem數(shù)據(jù)，精度無(wú)法滿足工程可行性研究的需求。

1.1 收集資源

受當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)因素等影響，相關(guān)政府部門無(wú)滿足工程研究所需要的基礎(chǔ)資料。設(shè)計(jì)人員應(yīng)注重去國(guó)際相關(guān)的組織部門，如湄公河管委會(huì)、駐柬埔寨國(guó)際環(huán)境組織、在柬埔寨調(diào)研過(guò)項(xiàng)目的國(guó)際咨詢公司等，收集相關(guān)水系圖、環(huán)境保護(hù)區(qū)等資料，以滿足項(xiàng)目的需求。

1.2 地形圖制作

區(qū)域內(nèi)無(wú)大比例尺地形圖的情況下，可行性研究階段利用傳統(tǒng)的人工測(cè)量和機(jī)載雷達(dá)方法成本高，工期長(zhǎng)，且雷區(qū)范圍內(nèi)野外測(cè)設(shè)危險(xiǎn)性大。因此，可利用以資源三號(hào)、Pleiades衛(wèi)星數(shù)據(jù)，利用PixelGrid5.0軟件自動(dòng)提取DEM，精度遠(yuǎn)高于NASA等strm30m等數(shù)據(jù)，可滿足可行性研究階段路線走廊帶方案的比選。

2? 合理選擇工作方法

柬埔寨某山區(qū)公路勘察設(shè)計(jì)，項(xiàng)目區(qū)域位于雷區(qū)范圍，出于安全考慮，需降低和減小野外工作，定測(cè)和詳勘無(wú)法采用傳統(tǒng)的作業(yè)方法。因此，工作方法需靈活創(chuàng)新，應(yīng)用新技術(shù)、新方法以滿足項(xiàng)目需要，為項(xiàng)目提供必要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

2.1 車載雷達(dá)的應(yīng)用

在現(xiàn)有公路改建的測(cè)設(shè)過(guò)程中，一般采用全野外方式利用全站儀、經(jīng)緯儀、RTK等測(cè)量工具來(lái)人工測(cè)量，需測(cè)量技術(shù)員攜帶儀器，根據(jù)一定的橫斷面間距，對(duì)每個(gè)橫斷面的道路中線、路面邊線、路基邊線、邊坡坡腳、排水溝、地形變化點(diǎn)等多個(gè)測(cè)量點(diǎn)位進(jìn)行上路測(cè)量。由于測(cè)量工作需人工上路測(cè)量，且測(cè)量點(diǎn)位分布于道路的兩側(cè)，人工工作量大，無(wú)法避免對(duì)正常道路交通秩序的干擾;測(cè)量進(jìn)度易受路況、天氣等條件制約，且對(duì)測(cè)量人員的人身安全構(gòu)成了重大隱患，易釀成交通安全事故。

現(xiàn)有道路改擴(kuò)建段，將車載雷達(dá)系統(tǒng)應(yīng)用于境外項(xiàng)目，克服了當(dāng)?shù)刈鳂I(yè)路況極差等困難，6天時(shí)間高效完成了往返掃數(shù)據(jù)采集作業(yè)，實(shí)際掃描里程近400多公里。通過(guò)點(diǎn)云分類軟件將點(diǎn)云分為地面點(diǎn)與非地面點(diǎn)，根據(jù)地面點(diǎn)建三維數(shù)模。

2.2 機(jī)載雷達(dá)的應(yīng)用

機(jī)載激光雷達(dá)測(cè)量系統(tǒng)是集激光測(cè)距技術(shù)、GPS技術(shù)和慣性導(dǎo)航技術(shù)于一體的集成技術(shù)，是當(dāng)今測(cè)量業(yè)界最先進(jìn)的技術(shù)。其主要目的是可以獲取高精度的數(shù)字表面模型（DSM）。是公路勘測(cè)設(shè)計(jì)所需數(shù)據(jù)獲取的最佳技術(shù)手段。

對(duì)于約20km穿越原始森林區(qū)，采用機(jī)載雷達(dá)進(jìn)行測(cè)繪，以解決雷區(qū)無(wú)法進(jìn)行傳統(tǒng)人工測(cè)繪的影響。采用機(jī)載雷達(dá)測(cè)設(shè)方法，構(gòu)建三維數(shù)模，快速、高效的完成測(cè)繪工作，為定測(cè)階段路線的選線打下堅(jiān)定的基礎(chǔ)。

2.3 遙感技術(shù)的應(yīng)用

定測(cè)詳勘階段受雷區(qū)及原始森林區(qū)無(wú)進(jìn)場(chǎng)條件的影響，無(wú)法采用大型的鉆探設(shè)備。除采用人工地質(zhì)調(diào)查的方法外，利用遙感技術(shù)，對(duì)于原始森林無(wú)人區(qū)路段進(jìn)行地質(zhì)解析，分析區(qū)域內(nèi)不良地質(zhì)現(xiàn)象，重點(diǎn)工點(diǎn)位置現(xiàn)場(chǎng)核實(shí)。

3? 路線設(shè)計(jì)

山區(qū)公路選線，充分調(diào)查路線所經(jīng)過(guò)的區(qū)域工程地質(zhì)和水文地質(zhì)，確定對(duì)公路的影響程度，對(duì)不良地質(zhì)，如滑坡、坍塌應(yīng)采取繞、避等方案，對(duì)于路線無(wú)法避讓的不良地質(zhì)區(qū)域，應(yīng)采取相應(yīng)的措施，保證路基的穩(wěn)定性、安全性。同時(shí)需充分考慮地形因素，利用地形條件，合理選擇穿越的埡口，盡可能避免高填深挖，減小對(duì)自然環(huán)境的破壞。

3.1 選線設(shè)計(jì)

柬埔寨某項(xiàng)目K138至K160穿越原始森林區(qū)該區(qū)域年平均降雨量3600mm，最大年份降雨量達(dá)5800mm，越嶺段原始森林區(qū)山高坡陡，地形變化大，部分路段高差達(dá)266m，局部坡體有滑坡現(xiàn)象。

在機(jī)載雷達(dá)測(cè)繪1：2000地形圖，遙感技術(shù)應(yīng)用探明地質(zhì)災(zāi)害的基礎(chǔ)上，充分考慮暴雨山洪等影響，因地制宜，選取線位。

其中越嶺段共有北側(cè)埡口和南側(cè)埡口可選擇，北側(cè)埡口高程934m，南側(cè)埡口高程810m，通過(guò)遙感技術(shù)分析，兩處埡口地質(zhì)情況類似，以地形為控制因素，為降低路線爬坡段高差，選取南側(cè)埡口為控制點(diǎn)。

項(xiàng)目區(qū)域地形為“兩溝一谷”其中左側(cè)區(qū)域坡體不穩(wěn)定，巖體破碎，通過(guò)遙感地質(zhì)解析，滑坡現(xiàn)象較為嚴(yán)重，路線分別選擇在兩側(cè)天然溝中間山谷和右側(cè)坡體布線，進(jìn)行綜合比選。

紅色線位選取兩側(cè)天然溝中間匯水面積小的山谷區(qū)域，且區(qū)域內(nèi)坡體橫坡相對(duì)較緩，根據(jù)區(qū)域內(nèi)地形、地質(zhì)條件，合理選擇路線走向及線型指標(biāo)。為克服越嶺段高差，越嶺段共設(shè)置10處回頭曲線進(jìn)行展線。根據(jù)地形條件，盡可能減小高填深挖，與原有地形相融合，保持原有地貌特征，同時(shí)充分考慮線型指標(biāo)的連續(xù)性，回頭曲線半徑選取25m～35m，10處回頭曲線前后平縱橫指標(biāo)逐漸變化，保證行車安全。路線最大縱坡采取7%，以降低當(dāng)?shù)刎涇嚺榔履芰Σ蛔愕娜毕荨ｍ?xiàng)目區(qū)域內(nèi)降雨量較大，設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮暴雨沖刷的影響，在路線上方布設(shè)截水溝，排水至天然溝兩側(cè)，避免山坡匯水對(duì)路基邊坡沖刷，減小水對(duì)路基的影響。

綠色線位選取右側(cè)坡體進(jìn)行展線，共布設(shè)兩處回頭曲線，線型指標(biāo)略好于紅色線位，但橫坡陡，出現(xiàn)多處深挖路塹路段，對(duì)地貌破壞較大。路線沿右側(cè)坡面進(jìn)行展線，匯水面積大，雨季受暴雨沖刷影響大，山體開挖后，容易產(chǎn)生滑坡等現(xiàn)象。且路線存在展線不充分，縱坡較大等缺點(diǎn)。在綜合比選，充分考慮地形、地質(zhì)、暴雨沖刷、環(huán)境影響及線型指標(biāo)、線型安全因素等情況，推薦紅色線位為推薦方案。

3.2 動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)

路線布設(shè)過(guò)程中對(duì)地形、地質(zhì)、水文、環(huán)境等充分考慮，精細(xì)比選，但山區(qū)公路每個(gè)項(xiàng)目都有著獨(dú)特性和復(fù)雜性。同時(shí)項(xiàng)目區(qū)域?yàn)槔讌^(qū)范圍，勘察設(shè)計(jì)階段原始森林區(qū)域未進(jìn)行排雷和施工便道搭建。因此，在客觀因素的制約下，不能采取大型勘探設(shè)備，雖然采取人工現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)調(diào)查和利用遙感地質(zhì)解析等手段分析區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害，但地質(zhì)勘察無(wú)法做到細(xì)致入微，局部不良地質(zhì)可能在勘察階段不能完全暴露。同時(shí)施工過(guò)程中邊坡的開挖，對(duì)有坡體的穩(wěn)定性造成擾動(dòng)，造成次生地質(zhì)災(zāi)害。因此需加入動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)的理念，在施工過(guò)程中，對(duì)開挖邊坡地質(zhì)情況進(jìn)行變形監(jiān)測(cè)，并人工通過(guò)對(duì)植物狀態(tài)、支護(hù)結(jié)構(gòu)狀態(tài)及巖土體變形狀態(tài)的巡視，掌握邊坡動(dòng)態(tài)變形情況，發(fā)現(xiàn)偏差及時(shí)分析問(wèn)題原因，采取必要的措施和手段，及時(shí)治理，利用動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)理念避免質(zhì)量問(wèn)題和安全隱患。

例如K144+260附近坡積粉質(zhì)黏土層及全強(qiáng)風(fēng)化巖土體強(qiáng)度較低，但路塹挖深不大，因此首級(jí)邊坡坡率采用1：0.75，二級(jí)邊坡坡率采用1：1。施工過(guò)程中，隨著山體開挖后風(fēng)化及含水量增高，土體強(qiáng)度大幅度降低。邊坡開挖后，類土質(zhì)邊坡產(chǎn)生由于強(qiáng)度不足的坍滑變形或圓弧形滑動(dòng)變形。在施工過(guò)程中，針對(duì)發(fā)生的以上情況，提出上部放緩邊坡，下部加固的工程處理措施。

4? 交旅融合發(fā)展、路景比翼齊飛

項(xiàng)目區(qū)域?yàn)槎罐⑸矫}原始森林區(qū)，具有魅力的自然風(fēng)景，同時(shí)公路線形是優(yōu)美的三維空間結(jié)構(gòu)，在滿足線型指標(biāo)安全的基礎(chǔ)上，應(yīng)考慮與地形、地貌結(jié)合，保持現(xiàn)有環(huán)境，減小對(duì)環(huán)境的破壞，與環(huán)境融為一體，設(shè)計(jì)路線應(yīng)線條流暢，具有韻律感。同時(shí)項(xiàng)目做好綠化設(shè)計(jì)，項(xiàng)目的建設(shè)帶動(dòng)旅游觀光，成為風(fēng)景公路，呈現(xiàn)道路曲線優(yōu)美，宛如柬埔寨信仰的神獸巨龍，具有獨(dú)一無(wú)二的視覺體驗(yàn)。

5? 結(jié)語(yǔ)

海外項(xiàng)目的建設(shè)，除把項(xiàng)目建設(shè)、勘察設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)、中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)、中國(guó)制造帶出國(guó)門外，還應(yīng)注重海外項(xiàng)目的獨(dú)特性。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)根據(jù)海外項(xiàng)目特點(diǎn)、風(fēng)俗文化，因地制宜，工作方法開拓創(chuàng)新，做到選線合理，技術(shù)過(guò)硬，同時(shí)注重動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)質(zhì)量可靠，注重生態(tài)，融合環(huán)境。

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作者簡(jiǎn)介：關(guān)海超（1987-），男，北京人，路線專業(yè)。